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钢箱梁剪力滞效应的试验研究与有限元分析

作　者: 衣龙泉
导　师: 刘凡
学　校: 苏州科技学院
专　业: 结构工程
关键词: 钢箱梁剪力滞 Ansys软件有限元分析模型试验
分类号: U441.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 173次
引　用: 2次
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内容摘要

箱形截面梁因具有较好的结构性能,在国内外桥梁结构中得到广泛地应用和推广。而初等梁理论已不再适用于扁平的薄壁箱梁,梁弯曲初等理论的基本假定是变形的平面假定,它不考虑剪切变形对纵向位移的影响。因此,弯曲正应力沿梁宽方向是均匀分布的。但在箱形梁结构中,由于翼板的剪切变形致使其弯曲应力沿梁宽度方向呈现不均匀分布状态,此现象称为剪力滞效应。本文围绕简支钢箱梁剪力滞效应问题展开研究。首先从理论上阐述了剪力滞效应的定义、分析理论和分析方法,然后根据钢箱梁的具体特点,采用模型试验、空间有限元模型和能量变分法理论等三种方法对钢箱梁的翼板应力分布及剪力滞效应等问题进行了深入分析,重点是制作了两个大比例的钢箱梁试验模型,对钢箱梁模型进行了多种工况组合下的加载试验研究,并进行了箱梁横隔板的设置、荷载的横向作用位置以及沿梁纵向分布变化等诸多因素下箱梁剪力滞效应的影响规律分析,确定了简支钢箱梁剪滞效应在各种荷载形式下的变化规律。之后通过有限元分析进行分析计算并对试验结果进行了验证,总体来看,所建立的有限元模型可以较好的模拟简支钢箱梁的剪力滞效应。通过本文对钢箱梁翼板剪力滞效应问题的研究,为正确认识钢箱梁的抗弯力学特性奠定了坚实的理论基础,同时也为促进我国广泛研究和修建同类箱形桥梁在理论上提供了支持。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-19
  1.1 箱形截面梁的剪力滞效应研究的现实意义和工程背景  9-11
  1.2 国内外学者对箱梁剪力滞效应问题的研究进展概况  11-16
  1.3 当前研究中存在的不足及待解决的若干问题  16-17
  1.4 本文主要研究内容  17-19
第二章钢箱梁剪力滞效应的试验研究  19-46
  2.1 试验概况  19-23
    2.1.1 钢箱梁模型试验方案  19
    2.1.2 模型梁的基本尺寸  19-20
    2.1.3 应变片布置  20-23
  2.2 加载情况  23-27
  2.3 试验结果及初步分析  27-39
  2.4 钢箱梁剪力滞效应对比分析  39-45
    2.4.1 跨中横隔板设置对钢箱梁剪滞系数的影响规律  39-41
    2.4.2 简支梁剪滞效应的沿梁纵向变化规律  41-43
    2.4.3 荷载横向作用位置对简支梁剪滞效应的影响规律  43-45
  2.5 本章结论  45-46
第三章箱梁剪力滞效应的能量变分法  46-54
  3.1 变分法的基本假定  46-47
  3.2 微分方程的建立、推导  47-50
  3.3 微分方程的求解  50-51
  3.4 简支箱梁剪力滞效应的变分法计算公式  51-52
    3.4.1 承受集中荷载的简支梁  51
    3.4.2 承受均布荷载的简支梁  51-52
  3.5 应用能量变分法计算剪力滞系数  52-54
第四章钢箱梁剪力滞效应的空间有限元分析  54-63
  4.1 有限元法  54-55
    4.1.1 有限元法的基本原理  54-55
    4.1.2 有限元法一般步骤  55
  4.2 有限元建模  55-58
    4.2.1 有限元单元类型  56-57
    4.2.2 空间有限元分析模型网格划分  57-58
  4.3 空间有限元分析模型的计算结果分析  58-60
  4.4 三种研究方法的分析结果比较  60-63
第五章结论与展望  63-64
  5.1 本文工作总结  63
  5.2 进一步工作设想  63-64
参考文献  64-66
致谢  66-67
作者简历  67

钢箱梁剪力滞效应的试验研究与有限元分析

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